(57)【要約】  電極と組織との間の接触力の測定値を受信または計算し、組織性状診断を求め、接触力の測定値および組織性状診断の両方を使用して予測損傷範囲を計算することによって、組織に形成される予測損傷範囲を求めるための方法。電極と組織との間の接触力の測定値を受信し、または求め、インピーダンスの測定値および接触力の測定値の両方に基づいて組織を性状診断し、組織性状診断が（ａ）ユーザに提示される、または（ｂ）指標を計算するために適用され、指標がユーザに提示されるようにする、ように構成された電子制御ユニットを備えるシステム。【選択図】図６
2019519271.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子制御ユニット（ＥＣＵ）を備えるシステムであって、
前記ＥＣＵは、
電極と患者の組織との間のインピーダンスの測定値を受信し、または求め、
前記電極と前記組織との間の接触力の測定値を受信し、または求め、
前記インピーダンスの測定値および前記接触力の測定値の両方に基づいて前記組織を性状診断し、
前記組織性状診断が、
（ｉ）ユーザに提示される、または、
（ｉｉ）指標を計算するために適用され、前記指標が前記ユーザに提示されるように構成された、
システム。
【請求項２】
前記ＥＣＵが、前記インピーダンスの測定値および前記接触力の測定値の比に基づいて、前記組織を性状診断するように更に構成された、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記接触力の測定値に対する前記インピーダンスの測定値の前記比が、前記インピーダンスの測定値が分子または分母の一方であり、前記接触力の測定値が分子または分母の他方である分数を含み、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記インピーダンスの測定値が、複素インピーダンスを含み、前記接触力の測定値に対する前記インピーダンスの測定値の前記比が、少なくとも前記複素インピーダンスの抵抗およびリアクタンスから計算された指標、または、前記複素インピーダンスの絶対値および位相角から計算された指標が、分子または分母の一方であり、前記接触力の測定値が分子または分母の他方である分数を含む、請求項２に記載のシステム。
【請求項５】
前記ＥＣＵが、前記組織のマップまたはモデルに前記組織性状診断を追加し、前記マップまたはモデルが表示されるようにすることによって、前記組織性状診断がユーザに提示されるようにするように構成された、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記ＥＣＵが、前記組織性状診断を適用することによって前記指標が計算されるように構成されており、前記指標が前記組織における損傷の範囲を示す、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記ＥＣＵが、
前記電極と前記組織との間に印加されるエネルギーの測定値を受信し、または求め、
前記組織性状診断および前記印加エネルギーの測定値に基づいて前記指標を計算するように更に構成された、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
組織特性が、前記接触力の測定値に対する前記インピーダンスの測定値の比に基づく、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記電極と電気的に結合されているとともに、前記電極と前記組織との間の前記インピーダンスを評価するために、前記電極に信号を出力するように構成されており、前記インピーダンスが複素インピーダンスである、信号発生器と、
前記電極と前記組織との間の前記接触力の測定値を提供するために、力センサと作動的に結合されるように構成された光信号源と、
を更に備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
電極と患者の組織との間のインピーダンスの測定値を受信する、または求めることと、
前記電極と前記組織との間の接触力の測定値を受信する、または求めることと、
前記電極と前記組織との間の前記インピーダンスの測定値の、前記接触力の測定値に対する比に基づいて、前記組織を性状診断することと、
前記組織性状診断がユーザに提示されるようにする、または前記組織性状診断を適用して指標を計算し、前記指標が前記ユーザに提示されるようにすることと、
を含む方法。
【請求項１１】
前記電極と前記組織との間の前記インピーダンスの測定値の、前記接触力の測定値に対する前記比が、前記インピーダンスの測定値の値が分子または分母の一方であり、前記接触力の測定値の値が分子または分母の他方である分数を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記インピーダンスの測定値が複素インピーダンスを含み、前記電極と前記組織との間の前記インピーダンスの測定値の、前記接触力の測定値に対する前記比が、少なくとも前記複素インピーダンスの抵抗およびリアクタンスから計算された指標、または、前記複素インピーダンスの絶対値および位相角から計算された指標が、分子または分母の一方であり、前記接触力の測定値の値が分子または分母の他方である分数を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記組織性状が表示されるようにすることによって、前記組織性状診断がユーザに提示されるようにすることを更に含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記組織のマップまたはモデルに前記組織性状診断を追加し、前記組織の前記マップまたはモデルが表示されるようにすることによって、前記組織性状診断がユーザに提示されるようにすることを更に含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
前記組織性状診断を適用して前記指標を計算し、前記指標が前記組織における損傷の範囲を示すことを更に含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１６】
前記電極と前記組織との間に印加されるエネルギーの測定値を受信する、または求めることと、
前記印加エネルギーの測定値、前記接触力の測定値、および前記接触力の測定値に対する前記電極と前記組織との間の前記インピーダンスの測定値の前記比に従って前記指標を計算することと、
を更に含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
電子制御ユニット（ＥＣＵ）を備えるシステムであって。
前記ＥＣＵは、
電極から患者の組織に印加されるエネルギーの測定値を受信し、または求め、
前記電極と前記組織との間のインピーダンスの測定値を受信し、または求め、
前記電極と前記組織との間の接触力の測定値を受信し、または求め、
前記接触力の測定値に対する前記インピーダンスの測定値の比を計算し、
前記印加エネルギーの測定値および前記接触力の測定値に対する前記インピーダンスの測定値の前記比に従って前記組織における損傷の範囲を計算し、
前記損傷範囲がユーザに提示されるようにする、ように構成された
システム。
【請求項１８】
前記インピーダンスが複素インピーダンスであり、前記比を計算することが、少なくとも前記複素インピーダンスの抵抗およびリアクタンスから指標を計算し、または、前記複素インピーダンスの絶対値および位相角に基づいて指標を計算し、前記接触力の測定値に対する前記指標の比を計算することを含む、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記印加エネルギーの測定値を受信する、または求めることが、瞬時電力の測定値およびエネルギー印加の継続時間を受信する、または求めることを含み、前記ＥＣＵが、前記瞬時電力の測定値、前記エネルギー印加の継続時間、ならびに前記複素インピーダンスおよび力の比に従って、前記損傷の前記範囲を計算するように構成された、請求項１７に記載のシステム。
【請求項２０】
前記ＥＣＵが、前記組織のマップまたはモデルに前記損傷深さを追加し、前記モデルが表示されるようにすることによって、前記損傷範囲がユーザに提示されるようにするように構成された、請求項１７に記載のシステム。
【請求項２１】
前記損傷範囲が、前記損傷の深さ、幅および体積の１つまたは複数を示す、請求項２０に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１６年５月３日出願の米国仮出願第６２／３３１，３９８号の利益を主張しており、同仮出願が、あたかも本明細書に完全に述べられているかのように、引用により本明細書に援用される。
【０００２】
本開示は、例えば、部分的に組織形態性状診断に基づく損傷範囲の推定を含む、組織性状診断および損傷予測／評価に関する。
【背景技術】
【０００３】
心房細動は、心臓の２つの上室（心房）に関わる一般的な心不整脈である。心房細動では、心房および肺静脈で始まる無秩序な電気刺激が、洞房結節によって発生される正常な電気刺激を圧倒して、心拍動を発生させる心室への不規則な刺激の伝導に至る。心房細動は、結果として、血液が心房に再循環して血塊を形成するようにさせ得る心房の収縮不良になり得る。したがって、心房細動を患う個人は卒中のリスクが著しく高まる。心房細動はうっ血性心不全または、極端な場合、死にも至り得る。
【０００４】
心房細動の一般的な治療は、心房細動を正常な心臓リズムに変換する投薬または同期電気的除細動を含む。より従来の治療に反応しない、またはそれらから重篤な副作用を被る個人のために、手術ベースの療法も開発されてきた。手術技術は、左右の心房を切開して心房室周辺の異常な電気刺激の伝播を遮断することを含む。
【０００５】
手術ベースの技術の低侵襲代替策として、更に、より従来の治療（例えば、投薬）に反応しない、またはそれらから重篤な副作用を被る個人のための代替策として、カテーテル・ベースの接触アブレーション技術が発展してきた。接触アブレーション技術は、心房細動が始まると思われている肺静脈近くの細胞群のアブレーション、または左心房の後壁に位置する肺静脈からの電気経路を壊す広範な損傷の生成を伴う。エネルギー送出の方法は、高周波、マイクロ波、凍結、レーザおよび高密度超音波を含む。鼠径部または頸部で静脈に入り、心臓まで通されるカテーテルを介して、接触プローブが心臓に入れられ、したがって外部からの心臓壁の切開を不要とする。プローブは次いで、左心房の後壁と接触させられて通電され、組織を局所的に切除し、左心房から肺静脈を電気的に隔離する。カテーテル・ベースの接触アブレーション技術の利点は、低侵襲手術処置を含むと認識されてきており、したがって感染のリスクおよび短縮した回復時間を低減する。
【０００６】
完全な電気的隔離が所望される場合、接触アブレーション技術の目的は、左心房と肺静脈との間に切除組織の連続した「アブレーション・ライン」または「隔離ライン」を形成することである。隔離ラインを達成するための少なくとも２つの異なる手法が開発されてきた。エネルギー送出が接触プローブの長手軸と略一列の接触プローブの先端からである点接触アブレーション、および、エネルギー送出が接触プローブの側面からであり、かつ接触プローブの長手軸に略直角である線状接触アブレーションである。
【０００７】
カテーテル・ベースの接触アブレーション技術に関する懸念は心房細動の術後再発であり、心房組織への隔離ラインを横切る１つまたは複数の肺静脈の電気的再接続によって引き起こされると思われている。この種類の電気的再接続が生じる隔離ラインに沿った部位は「隔離ギャップ」または単に「ギャップ」と称される。ギャップは、点接触アブレーションか線状接触アブレーションかいずれかの技術のアブレーション中の準最適カテーテル接触力のため、または見落とされた領域に生じ得る。左前壁が、しばしば、肺静脈隔離中に安定した接触を達成するのが困難な領域であり、結果として局所隔離ギャップの発生率が高くなる。
【０００８】
あり得る隔離ギャップを同定または予測する１つの手法は、隔離ラインが作成された後に、隔離ラインを横切って電気的連続性測定を行うことであった。この手法は、線状接触アブレーション技術に対しては一部の場合に機能することがあるのに対して、点接触アブレーション技術に対しては全般的に効果的でなく、その理由は、隔離を生じさせるアブレーション工程中の不完全な損傷形成の結果として隔離ギャップが存在することになるか、しないことになるかを予測する能力に対する比較的高い信頼を確立するために、点接触アブレーション技術が、あまりに多くの時間およびあまりに多くの連続性測定を必要とするからである。加えて、アブレーション直後の損傷の組織特性が時間とともに変化し得るし、隔離ラインと関連づけられる最終的な損傷を表さないことがあるので、隔離ラインの術中の連続性測定が心房細動の再発の正確な予測因子でないことがあることが見出されている。
【０００９】
点接触アブレーション技術の場面での損傷形成の予測可能性は、力感知アブレーション・カテーテルの出現で強化されてきた。２点間アブレーション手順で活用される接触力を組み込む能力が、アブレーション範囲の予測に向けられた新たなシステムおよび工程に至った。米国特許出願公開第２０１０／０２９８８２６号、現米国特許第８，６４１，７０５号は、本件の譲受人に譲渡されており、カテーテル・ベースのアブレーション・システムにおける損傷範囲のリアル・タイム推定のための力時間積分の使用を開示している。米国特許出願公開第２０１０／０２９８８２６号は、あたかも本明細書に完全に述べられているかのように、引用により本明細書に援用される。
【００１０】
人間の解剖学的構造を苦しませる様々な状態を治療するために、アブレーション療法を使用してもよい。アブレーション療法が特定用途を見つけるという１つのそのような状態は、例えば、心房性不整脈の治療においてある。組織が切除される、または少なくともアブレーション発生器によって発生されてアブレーション・カテーテルによって送出されるアブレーション・エネルギーにさらされると、組織に損傷が形成される。より詳細には、心房性不整脈（異所性心房頻拍、心房細動および心房粗動を含むが、これらに限定されない）などの状態を是正するために、アブレーション・カテーテル上または内に装着される電極を使用して心臓組織に組織壊死を生じさせる。不整脈は、種々の病気および死にさえ至り得る、不規則な心拍数、同期房室収縮の消失および血流の静止を含む、種々の危険状態を生じさせ得る。心房性不整脈の主因が心臓の左または右の心房内の漂遊電気信号であると思われている。アブレーション・カテーテルは、心臓組織にアブレーション・エネルギー（例えば、高周波エネルギー、凍結、レーザ、化学薬品、高密度焦点式超音波など）を与えて心臓組織に損傷を生じさせる。この損傷は、望ましくない電気経路を中断させ、それによって不整脈に至る漂遊電気信号を制限または防止する。
【００１１】
アブレーション手順に関する１つの課題は、組織へのアブレーション・エネルギーの印加の結果としての損傷形成の評価にある。例えば、組織の特定領域が切除されたか否か、切除組織が切除された程度、損傷ラインが連続的であるかギャップを有するか、などを判定することが困難であることがある。損傷形成は典型的に、いくつかの異なる経験的技術のいずれか１つを使用して評価されてきた。
【００１２】
１つのそのような技術は、例えばＲＦ電力設定と組み合わされるカテーテル接触の主観的感覚、および電極が組織と接触して費やす継続時間に依存する。別の技術は温度感知を利用する。更なる方法はアブレーション・カテーテル電位図信号に依存する。ＲＦ切除心筋が脱分極波面伝導不良を示し、したがって局所電位図振幅減少および形態変化が時に、一貫してでなく観察される。したがって、損傷形成の評価は通常、直接客観的な根拠を有しない。
【００１３】
上記の考察は、当分野を例示するものとのみ意図され、請求項範囲の否認としてとられるべきでない。
【発明の概要】
【００１４】
本明細書における様々な実施形態が、インピーダンスおよび力に基づく損傷評価のためのシステムを提供する。少なくとも１つの実施形態において、システムは、電極と組織との間のインピーダンスの測定値および電極と組織との間の接触力の測定値を受信するように構成された電子制御ユニット（ＥＣＵ）を含むことができる。システムは、組織性状診断を提示するか、または組織性状診断を表す、ユーザに提示される指標を計算する。システムは、インピーダンスと接触力との間の比を表す分数を含んでもよい。システムは、組織性状診断を表示するモニタを含んでもよい。ＥＣＵはまた、表示される組織のマップまたはモデルを生成してもよい。ＥＣＵはまた、組織性状診断を使用して、組織における損傷を表す指標を計算してもよい。ＥＣＵは、接触力の測定値および電極に印加されるエネルギーの測定値を使用して期待損傷範囲を計算するように構成されてもよい。システムは、信号発生器および光信号源を含んでもよい。
【００１５】
本明細書における様々な実施形態が、インピーダンスおよび力に基づく損傷評価の方法を提供する。少なくとも１つの実施形態において、方法は、組織性状診断を提示するか、または組織性状診断を表す、ユーザに提示される指標を計算するＥＣＵを含むことができる。方法は、インピーダンスと接触力との間の比を表す分数の使用を含んでもよい。方法は、組織性状診断を表示するＥＣＵを含んでもよい。方法は、また、表示される組織のマップまたはモデルを含んでもよいＥＣＵを含んでもよい。方法は、また、組織性状診断を使用して、組織における損傷を表す指標を計算してもよいＥＣＵを使用してもよい。方法はまた、接触力の測定値および電極に印加されるエネルギーの測定値を使用して期待損傷範囲を計算するように構成されてもよいＥＣＵを使用してもよい。方法は、信号発生器および光信号源を使用してもよい。
【００１６】
本明細書における様々な実施形態が、例えばインピーダンスおよび力に基づく損傷評価のためのシステムを提供する。少なくとも１つの実施形態において、システムは、電極と組織との間のインピーダンスの測定値および電極と組織との間の接触力の測定値を受信するように構成されたＥＣＵを含むことができる。システムは、損傷範囲（例えば、損傷深さ、幅、最大直径での深さ、体積または横断面積）を提示する。ＥＣＵは、例えば、損傷範囲指数（ＬＳＩ）値（それ自体はＲＦ電力、力および時間に基づいてもよい）および接触力に対する以下の少なくとも１つの少なくとも１つの比に基づいて損傷の範囲を計算または推定してもよい：ＲＦ発生器インピーダンス、電気的結合指数（ＥＣＩ）値、カテーテル先端と組織との間の抵抗、またはカテーテル先端と組織との間のリアクタンス。システムはまた、例えば、損傷深さを組織のマップまたはモデルに含め、マップまたはモデルを臨床医またはユーザに対して表示することによって損傷範囲を提示してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】アブレーション手順を行うためのシステムの概要ブロック図である。
【００１８】
【図２】医療手順を行うためのシステムの例証的な実施形態のブロック図である。
【００１９】
【図３】複素インピーダンスを求めるための配置を例示する、図１のシステムの一部分の概要図である。
【００２０】
【図４】図３の配置の拡大概要ブロック図である。
【００２１】
【図５】例えば、組織形態／性状診断を求める、または損傷範囲を予測するときに、第１の指標および第２の指標を使用するための例証的なステップの高レベル・フロー・チャートである。
【００２２】
【図６】最終的に、臨床医または他のユーザに有用な情報を提示するように構成されたシステムにおいて種々の入力がどのように収集および使用され得るかの１つの変形の高レベル・フロー・チャートである。
【００２３】
【図７Ａ】全接触力と、それぞれ、抵抗、リアクタンス、ＥＣＩおよび発生器インピーダンスとの間の関係を例示する散布図である。
【図７Ｂ】全接触力と、それぞれ、抵抗、リアクタンス、ＥＣＩおよび発生器インピーダンスとの間の関係を例示する散布図である。
【図７Ｃ】全接触力と、それぞれ、抵抗、リアクタンス、ＥＣＩおよび発生器インピーダンスとの間の関係を例示する散布図である。
【図７Ｄ】全接触力と、それぞれ、抵抗、リアクタンス、ＥＣＩおよび発生器インピーダンスとの間の関係を例示する散布図である。
【００２４】
【図８】図８Ａおよび８Ｂは、例証的な実験手順における電気的結合指数と接触力との間の時間ベースの関係を例示する折れ線グラフである。
【００２５】
図８Ｃは、２つの異なる解剖学的位置（右心房側部および上大静脈（ＳＶＣ））に対する全接触力およびＥＣＩの関係を例示する散布図である。
【００２６】
【図９】図９Ａおよび９Ｂは、例証的な実験手順における単純インピーダンス（例えば、発生器インピーダンス）と接触力との間の時間ベースの関係を例示する折れ線グラフである。
【００２７】
図９Ｃは、２つの異なる解剖学的位置（右心房側部およびＳＶＣ）に対する全接触力および発生器インピーダンスＩの関係を例示する散布図である。
【００２８】
【図１０】様々な例証的な実験手順における、損傷深さ評価に基づく、数学的に予測された損傷範囲指数と実際の損傷深さとの間の関係を例示する散布図および最良適合線である。
【００２９】
【図１１】様々な例証的な実験手順における、接触力に対するインピーダンスの比を組み込んだ損傷深さ評価に基づく、数学的に予測された損傷範囲と実際の損傷深さとの間の関係を例示する散布図および最良適合線である。
【００３０】
【図１２】様々な例証的な実験手順における、接触力に対する電気的結合指数の比を組み込んだ損傷深さ評価に基づく、数学的に予測された損傷範囲と実際の損傷深さとの間の関係を例示する散布図および最良適合線である。
【００３１】
【図１３】実際の損傷深さとＬＳＩとの間の関係を例示する散布図および最良適合線である。
【００３２】
【図１４】２つの種類の組織（平滑または肉柱）に対する実際の損傷深さと数学的に予測された損傷深さ（この例ではＬＳＩを使用する）との間の関係を図示する散布図上に最良適合線を表す。
【００３３】
【図１５】平滑および肉柱組織型に対する接触力との電気的結合指数間の比の例証的な範囲を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
本開示は以下、概して３つの部分を含む。第一に、アブレーション手順を行って損傷範囲を推定するための広範なシステムを図１および図２に関して記載することになる。第二に、図２のシステムのアブレーションおよびインピーダンス感知特徴を図１〜図４に関して詳述することになる。第三に、図２のシステムを使用する組織形態性状診断および損傷深さ推定について述べることになる。この第３の態様の一部として、本開示の組織形態性状診断および損傷範囲推定の方法の有効性を示す実験データについて図５〜図１５を参照しつつ述べることになる。
【００３５】
アブレーションを行って損傷範囲を推定するためのシステム
様々な図において類似の数字が同じまたは同様の要素を示す図面をここで参照すると、図１は、医療手順を行うためのシステム１０の例証的な実施形態のブロック図である。システム１０は、例えば、患者の心臓など、患者の組織１６にアブレーション手順を行うために使用されてもよい。システム１０は、マッピングおよびナビゲーション・システム３０、アブレーション発生器２４、力感知システム２５、インピーダンス感知システム２６および長尺医療装置１４を含んでもよい。長尺医療装置１４は、単に例として、カテーテルでもよく、本開示の残りを通してカテーテルと称することにする。しかしながら、長尺医療装置１４がまた、ガイドワイヤ、イントロデューサもしくは何らかの他の長尺医療装置であっても、またはそれを含んでもよいことを理解するべきである。
【００３６】
カテーテル１４は、一実施形態において、アブレーション・エネルギーを送出し、アブレーション・エネルギーの送出に関連した様々な測定を行うための構成要素を含め、アブレーション手順を行うための様々な構成要素を含んでもよい。例えば、カテーテル１４は、一実施形態において、力センサ１５（図２を参照のこと）およびアブレーション電極１７を含んでもよい。加えて、カテーテル１４は、ハンドル４２、シャフト４４および他の構成要素を含んでもよく、それらは図１および図２に例示され、同図に関して記載されることになる。
【００３７】
引き続き図１および図２を参照して、アブレーション電極１７は、カテーテル１４が患者１９の組織１６にアブレーション・エネルギーを送出するために設けられてもよい。そのようなアブレーション電極１７が１つまたは複数、設けられてもよい。アブレーション電極１７は、リング電極、チップ電極、スポット電極などであっても、またはそれを含んでもよい。
【００３８】
インピーダンス感知システム２６（図２）は、組織インピーダンスを測定するために設けられてもよい。インピーダンス感知システム２６は、電極（例えば、アブレーション電極１７、パッチ電極２０およびパッチ電極２２）ならびにインピーダンス・センサ５８であっても、またはそれらを含んでもよい。インピーダンス感知システム２６が信号を発生する実施形態において、図２〜図４に例示されて下記されるように、第１の電極と第２の電極との間に電流が駆動されて、組織１６のインピーダンスを求めてもよく、それは複素インピーダンスでもよい。組織１６のインピーダンスは、例えば、パッチ電極１８、２０および２２など、身体１９上の場所のパッチ電極を使用して測定されることができる。組織１６のインピーダンスは、米国特許出願公開第２０１４／０３６４７１５号における記載と同様に、１つまたは複数の電極（例えば、多電極インピーダンスまたはダイポール）を使用して測定されることもでき、同出願の全体が、あたかも本明細書に完全に述べられているかのように、引用により本明細書に援用される。
【００３９】
引き続き図２を参照すると、力センサ１５は、カテーテル１４と組織１６との間の接触力の測定のために設けられてもよい。例えば、力センサ１５は、接触力絶対値および／または力ベクトルが測定されてもよい出力を発生するように構成されてもよい。接触力は、一実施形態において、それぞれ、カテーテル１４の一部分（例えば、アブレーション電極１７）と組織１６との間の接触についてでもよい。力センサ１５は、一実施形態において、光センサから成ってもよい。例えば、力センサ１５は、一実施形態において、ファイバ・ブラッグ・グレーティング（ＦＢＧ）などの１つまたは複数の干渉ベースの要素を有する１つまたは複数の光ファイバから成ってもよい。追加的または代替的に、力センサ１５は、カテーテル１４の遠位端４８（図１）における１つまたは複数の反射面内に終端する、またはその他それら内もしくは上に光を射出し、そのためカテーテル１４と組織１６との間の力の大きさおよび方向が変化するにつれて、反射面によって反射される光量が変化する、１つまたは複数の光ファイバから成ってもよい。例証的な実施形態において、カテーテル１４は、３つの光ファイバを含んでもよく、各々、１つまたは複数のそれぞれの干渉要素および／または反射要素を含む。他の実施形態において、１つまたは複数の異なる種類の力センサを使用して、カテーテル先端と組織１６との間の接触力および合力を求めることができる。例えば、力センサ型は、超音波、磁力、インピーダンス、歪ゲージ、圧電を含み得るか、または力を検出するための当該技術で知られている他のセンサを使用することができる。
【００４０】
アブレーション発生器２４は、カテーテル１４と結合され（例えば、アブレーション電極１７と電気的に結合され）、カテーテル１４に（例えば、アブレーション電極１７に）アブレーション・エネルギーを提供するように構成されてもよい。例えば、一実施形態において、アブレーション発生器２４は約４５０ＭＨｚで電気信号を提供してもよい。アブレーション発生器２４は、一実施形態において、組織１６のインピーダンスを測定するように更に構成されてもよい。
【００４１】
力感知システム２５（図１および図２）は、カテーテル１４と組織１６との間の接触力を求めるための力センサ１５（図２）と結合されてもよい。力感知システム２５は、一実施形態において、プロセッサ２７、メモリ２９および光信号源３１を含んでもよい。光信号源３１は、カテーテル１４内の１つまたは複数の光ファイバと結合され、光ファイバを通して光信号を提供するように構成されてもよい。力感知システム２５は、反射光信号を受信し、反射光信号に基づいて接触力を計算するように更に構成されてもよい。一実施形態において、光信号源３１は、カテーテル内の３つの光ファイバに対する光信号を発生および送信するように構成されてもよく、そして力感知システム２５は、３つの反射光信号を受信し、カテーテル１４と組織１６との間の接触力ベクトル（例えば、絶対値および方向）を計算するように構成されてもよい。
【００４２】
力感知システム２５および力センサ１５は、Ｓｔ．Ｐａｕｌ  ＭｉｎｎｅｓｏｔａのＳｔ．Ｊｕｄｅ  Ｍｅｄｉｃａｌ，Ｉｎｃ．から市販されているＴａｃｔｉＣａｔｈ（商標）Ｑｕａｒｔｚ（商標）アブレーション・カテーテル・システムに使用されるものと同様の、または同じ技術を含んでもよい。追加的または代替的に、力感知システム２５および力センサ１５は、米国特許出願公開第２００７／００６０８４７号、第２００８／０００９７５０号および第２０１１／０２７００４６号の１つまたは複数に例示および／または記載されている力感知センサ、システムおよび技術を含んでもよく、同出願の各々が、あたかも本明細書に完全に述べられているかのように、その全体が引用により本明細書に援用される。
【００４３】
力感知システム２５は、一実施形態において、損傷範囲指数を推定する指標を計算するよう構成されてもよい。そのような指標のいくつかの実施形態が、上記引用した米国特許出願公開第２００７／００６０８４７号に詳細に記載されている。そのような指標の例証的な実施形態の簡単な説明も以下に述べる。
【００４４】
力感知システムによって計算されてもよい第１の損傷範囲推定指標は損傷範囲指数（ＬＳＩ）である。ＬＳＩ計算は、以下の式（１）の一般形に従って行われてもよい。
【数１】
2019519271.tif 000003
式中、Ｆはグラム単位の力であり、Ｉはミリアンペア単位の電流であり、ｔは秒単位の時間であり、ｆ０、ｆ１およびｆ２は力パラメータ係数であり、ｉ１およびｉ２は電流係数であり、ｋ０は拡散加熱係数であり、ｋ１は再スケーリング係数であり、そしてτは特性時間値である。出力ＬＳＩはミリメートル単位である。
【００４５】
式（１）に反映されるＬＳＩモデルは、時間から独立しているジュール加熱成分１−ｋ０および時間の関数である数２の拡散加熱成分を含む。
【数２】
2019519271.tif 000004
ジュール加熱および拡散加熱成分は、期間Ｔにわたる平均力Ｆおよび電流Ｉとして、Ｔの期間継続するアブレーションに対して推定される損傷深さにより乗算される。このＬＳＩ式化の進展で分析されるデータは、６０秒の期間Ｔに対して発生された。６０秒のベースライン時間が６０秒のアブレーション時間に基づいた損傷データの可用性の結果であったことに留意するべきである。異なる継続時間（例えば、３０秒または４５秒）のアブレーションからのデータも、拡散加熱成分の分子に見られる「６０」に対する適切な時間の代入によって、式（１）と同様の形で使用されることができる。
【００４６】
ＬＳＩの多数の変形が存在する。例えば、損傷幅指数（ＬＷＩ）および損傷深さ指数（ＬＤＩ）が２つであり、その各々を使用して損傷範囲を推定してもよい。ＬＷＩおよびＬＤＩは、ＬＳＩと同じ形（すなわち、上記式（１））であるが、係数値が異なる式に従って計算してもよい。実験的に求めることができる例証的な係数値を以下の表（１）に与える。
【表１】
2019519271.tif 000005
【００４７】
インピーダンス感知システム２６は、複素インピーダンスなど、組織１６のインピーダンスを求めるために設けられてもよい。図１および図２に図示されるように、インピーダンス感知システム２６は、プロセッサ３７、メモリ３９、ならびに一実施形態において信号発生器６１およびセンサ５８を含むことができる組織感知回路を含んでもよい。インピーダンス感知システム２６は、カテーテル１４と（例えば、カテーテル１４上のアブレーション電極１７ならびに／または１つもしくは複数の他の電極と）電気的に結合されてもよく、信号発生器６１からアブレーション電極１７ならびに／または他の電極（例えば、パッチ電極１８、２０および２２）に信号を駆動してもよく、そして信号を分析して組織１６の複素インピーダンスの１つまたは複数の成分（例えば、絶対値、位相角、抵抗ならびに／もしくはリアクタンス）を求めてもよい。インピーダンス感知システム２６の機能性は、図１〜図４を参照しつつ以下に更に詳細に記載される。
【００４８】
図１および図２を更に参照すると、マッピングおよびナビゲーション・システム３０は、他の機能の中でもとりわけ、臨床医が組織１６を視覚化し、診断または治療の対象とされる組織１６およびその周辺にカテーテル１４をナビゲートすることを可能にするために設けられてもよい。したがって、マッピングおよびナビゲーション・システム３０は、他の機能の中でもとりわけ、臨床医が組織１６に対するカテーテル１４の場所を見ることを可能にする、組織のモデルの生成および表示、組織１６の電気生理学的（ＥＰ）マップの生成および表示、カテーテルの追跡、ならびに１つまたは複数のマップまたはモデルのディスプレイ３４へのカテーテル１４の重畳を含め、種々の機能が設けられてもよい。マッピングおよびナビゲーション・システム３０は、本明細書に記載される機能および／または他の機能を実施するために、ＥＣＵ３２およびディスプレイ３４を備え、ＥＣＵ３２がプロセッサ３３およびメモリ３５を含んでもよい。
【００４９】
マッピングおよびナビゲーション・システム３０は、Ｓｔ．Ｊｕｄｅ  Ｍｅｄｉｃａｌ，Ｉｎｃ．から市販されており、同一出願人による米国特許第７，２６３，３９７号を参照しつつ略図示される、ＥｎＳｉｔｅ（商標）Ｖｅｌｏｃｉｔｙ（商標）システムであっても、またはそれを含んでもよく、同特許の開示全体が引用により本明細書に援用される。マッピングおよびナビゲーション・システム３０は、Ｂｉｏｓｅｎｓｅ  Ｗｅｂｓｔｅｒ  ＣＡＲＴＯ（商標）システム、Ｂｏｓｔｏｎ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  ＲＨＹＴＨＭＩＡ（商標）システム、一般に入手可能な蛍光透視システム、またはＳｔ．Ｊｕｄｅ  Ｍｅｄｉｃａｌ，Ｉｎｃ．から市販されているＭｅｄｉＧｕｉｄｅ（商標）技術に基づくものなどの磁界ベースのシステムを追加的または代替的に含んでもよい。
【００５０】
一実施形態において、マッピングおよびナビゲーション・システム３０、アブレーション発生器２４、力感知システム２５およびインピーダンス感知システム２６は、データの交換、電気信号のルーティングおよび他の機能のために様々な構成で互いと通信状態にあってもよい。一実施形態において、データの交換および信号のルーティングは、力センサ１５による測定から導出される力データ、インピーダンス感知システム２６による測定から導出されるインピーダンス・データおよびアブレーション電極１７による送出エネルギーの１つまたは複数を使用して組織形態を性状診断する、かつ／または予測もしくは推定損傷範囲を計算する、カテーテル１４を伴うアブレーション手順に寄与することができる。組織形態性状診断および損傷範囲推定により詳細に着目する前に、インピーダンス感知システム２６およびアブレーション発生器２４の動作を、カテーテル１４の追加特徴と共に、より詳細に記載することにする。
【００５１】
システムのアブレーションおよびインピーダンス感知態様
図１は、アブレーション手順を行うためのシステムの線図である。システムは、図２のシステムにも見られる多数の構成要素を含む。特に、図１のシステムは、図２のシステムにも見られるアブレーションおよびインピーダンス感知構成要素を含み、したがって図１に関するそのような態様の考察は、図２のシステムにも当てはまると考えるべきである。
【００５２】
図１、図３および図４のシステムならびに、例えばＥＣＩ値を求めるその使用と同様の実施形態が米国特許第８，４０３，９２５号に詳細に記載されており、同特許が、あたかも本明細書に完全に述べられているかのように、その全体が引用により本明細書に援用される。ＥＣＩおよび損傷モニタリングについての追加情報が米国特許出願公開第２０１１／０１４４５２４号、第２０１１／０２６４０００号および第２０１３／０２２６１６９号に記載されており、同出願の各々が、あたかも本明細書に完全に述べられているかのように、引用により本明細書に援用される。システムならびに複素インピーダンスおよびＥＣＩを求めるためのその使用の簡単な説明を以下に提供する。
【００５３】
システム１０は、とりわけ、患者の体の組織１６の、複素インピーダンスなどのインピーダンスの他に、カテーテル１４上の電極と組織１６との間の電気的結合度など、そのインピーダンスに基づく１つまたは複数の指標を求めるために使用されてもよい。例示される実施形態において、組織は心臓または心臓組織１６から成る。しかしながら、システム１０が、電極と種々の異なる種類の体組織との間の結合を評価するために使用されてもよいことを理解するべきである。
【００５４】
カテーテル１４に加えて、システム１０は、パッチ電極１８、２０および２２、アブレーション発生器２４、インピーダンス感知システム２６、電気生理（ＥＰ）モニタ２８ならびにマッピングおよびナビゲーション・システム３０を含んでもよい。
【００５５】
カテーテル１４は、灌流のためにポンプ３８（図示されるように、例えば、流体源からの重力送り供給のある固定速度ローラー・ポンプまたは可変容量シリンジ・ポンプから成ってもよい）を通じて食塩水などの生体適合性流体を送出するための流体源３６に接続されてもよい。カテーテル１４は、ＲＦエネルギーの送出のためのアブレーション発生器２４にも電気的に接続されてもよい。カテーテル１４は、ケーブルコネクタまたはインタフェース４０、ハンドル４２、近位端４６および遠位端４８（本明細書で使用する場合、「近位」は臨床医近くのカテーテル１４の端部に向けた方向を指し、「遠位」は臨床医から離れ、かつ患者の（略）体内への方向を指す）を有するシャフト４４、ならびに１つまたは複数の電極を含んでもよい。カテーテル１４は、温度センサ、追加電極および対応する導体または導線など、本明細書に例示されない他の従来の構成要素も含んでもよい。
【００５６】
コネクタ４０は、例えばポンプ３８およびアブレーション発生器２４から延びるケーブル５４および５６に機械的、流体および電気接続を提供してもよい。コネクタ４０は、当該技術で従来通りでもよく、カテーテル・ハンドル４２の近位端に設けられてもよい。
【００５７】
ハンドル４２は、臨床医がカテーテルを持つ場所を提供してもよく、身体１９内のシャフト４４を操縦または誘導するための手段を更に提供してもよい。例えば、ハンドル４２は、シャフト４４の遠位端４８までカテーテル１４を通って延びるガイドワイヤの長さを変えてシャフト４４を操縦する手段を含んでもよい。ハンドル４２も当該技術で従来通りでもよい。代替の例証的な実施形態において、カテーテルはロボット的に駆動または制御されてもよい。したがって、臨床医がハンドルを操作してカテーテルおよびそのシャフトを操縦または誘導するよりもむしろ、特に、ロボットを使用してカテーテルを操作してもよい。
【００５８】
シャフト４４は、身体１９内での移動のために構成された長尺で管状の可撓性部材でもよい。シャフト４４は、電極５０および５２、関連導体、および場合により信号処理または調整のために使用される追加エレクトロニクスを支持してもよい。例えば、シャフト４４は力センサを更に含んでもよい。シャフトは、流体（灌流流体および体液を含む）、薬剤ならびに／または手術道具もしくは器具の移送、送出ならびに／または除去も許容してもよい。シャフト４４は、ポリウレタンなどの従来の材料から作られてもよく、電気伝導体、流体または手術道具を収納および／または移送するように構成された１つまたは複数のルーメンを画定してもよい。
【００５９】
電極５０および５２は、例えば、電気生理学的研究、カテーテル識別および位置づけ、ペーシング、心臓マッピングおよびアブレーションを含む種々の診断および治療目的で設けられてもよい。カテーテル１４は、一実施形態において、シャフト４４の遠位端４８にアブレーション・チップ電極１７を含んでもよい。しかしながら、電極（例えば、１７、５０、５２）の数、形状、向きおよび目的が異なってもよいことを理解するべきである。
【００６０】
パッチ電極１８、２０および２２は、ＲＦもしくはナビゲーション信号注入経路を提供してもよく、かつ／または電位を感知するために使用される。パッチ電極１８、２０および２２は、可撓性の導電性材料から作られてもよく、パッチ電極が患者の皮膚と電気接触しているように身体への貼付のために構成されてもよい。別の電極が、ＲＦアブレーション信号のためのＲＦ不関／分散帰還として機能してもよい。電極は、ＲＦアブレーション信号源５５および／または以下により詳細に記載されるようにインピーダンス感知システム２６によって発生される励起信号のための帰還として機能してもよい。
【００６１】
アブレーション発生器２４は、カテーテル１４による（例えば、カテーテル上の電極の１つまたは複数を通じた）出力のためにＲＦエネルギーを発生、送出および制御してもよい。発生器２４は、一対の信号源コネクタ：チップ電極に接続することができる正極性コネクタＳＯＵＲＣＥ（＋）；およびパッチ電極の１つに導体または導線によって電気的に接続されることができる負極性コネクタＳＯＵＲＣＥ（−）（例えば、図３を参照のこと）にわたって出力されるアブレーション信号を発生するように構成されたＲＦアブレーション信号源を含んでもよい。本明細書で使用するコネクタという用語は、特定の種類の物理インタフェース機構を暗示するのでなく、むしろ１つまたは複数の電気的ノードを表すものと広く企図されることを理解するべきである。信号源５５は、１つまたは複数のユーザ指定パラメータ（例えば、電力、時間など）に従って、かつ様々なフィードバック感知および制御回路網の制御下で、所定の周波数で信号を発生するように構成されてもよい。信号源５５は、例えば、約４５０ｋＨｚ以上の周波数で信号を発生してもよい。
【００６２】
発生器２４はまた、インピーダンス、カテーテルの先端での温度およびアブレーション・エネルギーを含む、アブレーション手順と関連づけられた様々なパラメータをモニタリングしてもよく、発生器は、これらのパラメータに関して臨床医にフィードバックを提供してもよい。発生器によるインピーダンス測定出力は、チップ電極と不関パッチ電極との間の全体インピーダンスを反映してもよい。例証的な実施形態において、アブレーション発生器２４は、ＲＦアブレーションの目的で高周波電流を、インピーダンスを測定する目的で第２の低周波電流を発生してもよい。
【００６３】
インピーダンス感知システム２６は、インピーダンス測定に使用される励起信号を発生するための、組織感知信号源６１などの装置、および検出したインピーダンスをその構成部分に分解するための、複素インピーダンス・センサ５８などの手段を提供してもよい。信号源６１は、信号源コネクタＳＯＵＲＣＥ（＋）およびＳＯＵＲＣＥ（−）（図３を参照のこと）にわたって励起信号を発生するように構成されてもよい。信号源６１は、約１ｋＨｚから５００ｋＨｚを超える範囲内の、より好ましくは約２ｋＨｚ〜２００ｋＨｚの範囲内の、更に好ましくは約２０ｋＨｚの周波数を有する信号を出力してもよい。１つの実施形態において、励起信号は、好ましくは２０〜２００μＡ間の範囲の、より好ましくは約１００μＡの定電流信号でもよい。後述するように、信号源６１によって発生される定電流ＡＣ励起信号は、組織の複素インピーダンスに依存しており、かつ複素インピーダンス・センサ５８によって感知される対応するＡＣ応答電圧信号を発生させるように設定されてもよい。複素インピーダンスは、その構成部分（すなわち、抵抗（Ｒ）およびリアクタンス（Ｘ）、またはインピーダンス絶対値（｜Ｚ｜）および位相角（∠Ｚもしくはφ））に分解される。インピーダンス・センサ５８は、着目していない周波数を阻止するが、励起周波数などの、通過させる適切な周波数を許容する従来のフィルタ（例えば、帯域通過フィルタ）の他に、測定した複素インピーダンスの構成部分を得るために使用される従来の信号処理ソフトウェアを含んでもよい。
【００６４】
いくつかの変形が可能であることを理解するべきである。例えば、励起信号はＡＣ電圧信号でもよく、この場合、応答信号はＡＣ電流信号から成る。それにもかかわらず、定電流励起信号がより実用的であるとして好まれる。一部の状況ではＲＦアブレーション信号の周波数またはその近くに励起信号周波数を有することに利点があり得るにもかかわらず、励起信号周波数が好ましくはＲＦアブレーション信号の周波数範囲の外であり、これにより複素インピーダンス・センサが２つの信号をより容易に区別することができ、そしてＡＣ応答電圧信号のフィルタリングおよび以降の処理を容易にすることを認識するべきである。代替的に、システムは、各信号（ＲＦアブレーションおよび励起）を交互の周期でオン／オフ循環させることができ、それらは時間的に重複しなくなる。励起信号周波数は、好ましくは、従来予期される０．０５Ｈｚ〜１ｋＨｚの周波数範囲の電位図（ＥＧＭ）信号の周波数範囲外でもある。したがって、要約すると、好ましくは、励起信号は、好ましくは典型的なＥＧＭ信号周波数を上回り、典型的なＲＦアブレーション信号周波数を下回る周波数を有する。
【００６５】
インピーダンス感知システムも、下記の目的で、一対の感知コネクタ：チップ電極１７に接続することができる正極性コネクタＳＥＮＳＥ（＋）；ならびにパッチ電極１８、２０および２２の１つに電気的に接続されることができる負極性コネクタＳＥＮＳＥ（−）にわたって接続されてもよい（図１および図３を参照のこと；しかしながら、後述するように、コネクタＳＥＮＳＥ（−）が、コネクタＳＯＵＲＣＥ（−）に対して、パッチ電極１８、２０および２２の異なる電極に接続されるべきであることに留意されたい）。本明細書で使用するコネクタという用語は、特定の種類の物理インタフェース機構を暗示するのでなく、むしろ１つまたは複数の電気的ノードを表すものと広く企図されることを再度理解するべきである。
【００６６】
ここで図３を参照すると、コネクタＳＯＵＲＣＥ（＋）、ＳＯＵＲＣＥ（−）、ＳＥＮＳＥ（＋）およびＳＥＮＳＥ（−）は、チップ電極および組織の界面での複素インピーダンスの測定を許容する三端子配置を形成する。複素インピーダンスは、以下の式（２）に規定されるように直交座標で表すことができる。
【数３】
2019519271.tif 000006
式中、Ｒは抵抗成分（オームで表される）であり、Ｘはリアクタンス成分（同様にオームで表される）である。
【００６７】
複素インピーダンスは、以下の式（３）に規定されるように極座標で表すこともできる。
【数４】
2019519271.tif 000007
式中、｜Ｚ｜は複素インピーダンスの絶対値（オームで表される）であり、∠Ｚ＝θはラジアンで表される位相角である。代替的に、位相角は、数４の式で度に換算して表してもよい本明細書の残りを通して、位相角は好ましくは度に換算して参照することにする。
【数５】
2019519271.tif 000008
【００６８】
図３に３つの端子が例示され、それらの端子は：（１）「Ａ−カテーテル先端」と呼ばれる第１の端子であり、チップ電極１７である；（２）「Ｂ＿パッチ１」と呼ばれる第２の端子であり、ソース帰還パッチ電極２２でもよい；および（３）「Ｃ＿パッチ２」と呼ばれる第３の端子であり、感知帰還パッチ電極２０でもよい、から成る。アブレーション発生器２４の信号源５５によって発生されるアブレーション（電力）信号に加えて、インピーダンス感知システム２６における信号源６１によって発生される励起信号６０および６２は、測定することができ、かつ複素インピーダンスに依存する負荷に関する応答信号を誘起する目的で、信号源コネクタ（ＳＯＵＲＣＥ（＋）、ＳＯＵＲＣＥ（−））にわたって印加されてもよい。上記したように、一つの実施形態において、２０ｋＨｚで１００μＡのＡＣ定電流信号６０が、例示されるように、１つのコネクタ（ＳＯＵＲＣＥ（＋）、ノードＡから始まる）から共通ノード（ノードＤ）を通って帰還パッチ電極（ＳＯＵＲＣＥ（−）、ノードＢ）への経路に沿って供給される。複素インピーダンス・センサ５８は、感知コネクタ（ＳＥＮＳＥ（＋）、ＳＥＮＳＥ（−））に結合されてもよく、経路６２にわたるインピーダンスを求めるように構成される。線形回路の定電流励起信号の場合、インピーダンスは、オームの法則：Ｚ＝Ｖ／Ｉに従って、ＳＥＮＳＥ（＋）／ＳＥＮＳＥ（−）にわたって発生される観察電圧に比例することになる。電圧感知がほぼ理想的であるので、電流は経路６０のみを通って流れ、したがって、励起信号により経路６２（ノードＤ〜ノードＣ）を通る電流は事実上ゼロである。したがって、経路６２に沿って電圧を測定すると、唯一観察される電圧は、２つの経路が交差する個所（すなわち、ノードＡからノードＤ）であることになる。２つのパッチ電極（すなわち、ノードＢおよびＣを形成するもの）の分離度に応じて、チップ電極１７に最も近い組織体積に置かれる焦点が増加することになる。パッチ電極が物理的に互いに近い場合、カテーテル・チップ電極１７とパッチ電極との間の回路経路は著しく重複することがあり、共通ノード（すなわち、ノードＤ）で測定されるインピーダンスは、カテーテル・チップ電極１７および組織１６の界面でのインピーダンスだけでなく、組織１６と身体１９の表面との間の他のインピーダンスも反映することがある。パッチ電極が移動されて更に離れるにつれて、回線パスの重複量は減少することがあり、共通ノードで測定されるインピーダンスはカテーテル１４のチップ電極１７またはその近くでのものだけでもよい。
【００６９】
ここで図４を参照すると、図３に例示される概念が拡張される。図４は、図３に例示される三端子測定値配置の簡略図およびブロック図である。明確にするため、ＳＯＵＲＣＥ（＋）およびＳＥＮＳＥ（＋）線がカテーテル・コネクタまたはハンドルで結合されてもよく（実線のように）、またはチップ電極１７まで完全に別々のままでもよい（ＳＥＮＳＥ（＋）線がハンドルからチップ電極１７まで仮想線で図示される）ことを指摘するべきである。図４は、特に、全体的にブロック６４として図示されるいくつかの複素インピーダンス変動源を図示しており、そのような変動は、複素インピーダンスが測定中である組織または電気的結合の生理学的変化を反映しないため、「ノイズ」と考えられる。参考として、複素インピーダンスが測定中である組織は、チップ電極１７近くおよびその周辺のものであり、全体的に仮想線ボックス６６によって囲まれる（組織１６は抵抗器／キャパシタの組合せとして簡略形態で概略的に図示される）。１つの目的は、ボックス６６内またはその周辺の変化によらない変動にロバストな、または影響されない測定配置を提供することである。例えば、様々なケーブル接続と直列に（例えば、ＳＯＵＲＣＥ（＋）接続に、ＳＯＵＲＣＥ（−）およびＳＥＮＳＥ（−）接続に、など）図示される可変複素インピーダンス・ボックス６４は、ケーブル長さ変化、ケーブル巻取などによる抵抗／誘導変動を含んでもよい。パッチ電極１８、２０および２２の近くである可変複素インピーダンス・ボックス６４は、本質的により抵抗性／容量性でもよく、検査の過程の体の発汗などによることがある。後述するように、システム１０の様々な配置はブロック６４の変動に比較的影響されず、ブロック６６に対する複素インピーダンス測定に関して高い信号対雑音（Ｓ／Ｎ）比を呈する。
【００７０】
ＳＯＵＲＣＥ（−）およびＳＥＮＳＥ（−）帰還がパッチ電極１８、２０および２２として図４に例示されるとはいえ、他の構成が可能であることを理解するべきである。特に、不関／分散帰還電極１８は、同一出願人による米国特許出願公開第２００９／０１７１３４５号に記載されているように、帰還としての他に、リング電極５０など、カテーテル１４上の別の電極５０、５２として使用されてもよく、同出願の開示全体が、あたかも本明細書に完全に述べられているかのように、引用により本明細書に援用される。
【００７１】
ＥＰモニタ２８（図１）は、例えば電位図を含む電気生理データを表示するために設けられてもよい。モニタ２８は、当該技術で従来通りでもよく、ＬＣＤもしくはＣＲＴモニタまたは別の従来のモニタから成ってもよい。モニタ２８は、アブレーション発生器２４の他に、例示される実施形態で図示されない他の従来のＥＰ研究室構成要素から入力を受信してもよい。
【００７２】
ＥＣＵ３２は、カテーテル・チップ電極１７と組織１６との間の複素インピーダンスの値（例えば、抵抗およびリアクタンスならびに／または絶対値および位相角）を取得し、電極と組織との間の結合度を示す値に応答して指標を計算するように構成されてもよい。例えば、ＥＣＵ３２は、電気的結合指数（ＥＣＩ）を計算するように構成されてもよい。
【００７３】
ＥＣＵ３２は、インピーダンス感知システム２６のセンサによって発生される信号から複素インピーダンスの２つの構成部分（すなわち、抵抗（Ｒ）およびリアクタンス（Ｘ）、またはインピーダンス絶対値（｜Ｚ｜）および位相角（φ）、または上記もしくはその派生量もしくは機能的等価量の任意の組合せ）に対する値を取得するように構成されてもよい。ＥＣＵ３２は、２つの成分に対する値を、電極と組織との間の結合度、特に電極１７と組織１６との間の電気的結合度の改善された測定値を提供する単一のＥＣＩ値に組み合わせるように更に構成されてもよい。
【００７４】
複素インピーダンスの抵抗およびリアクタンス成分が使用される実施形態において、ＥＣＩ値は以下の式（４）に従って求めてもよい。
【数６】
2019519271.tif 000009
式中、Ｒバー及びＸバーはそれぞれ抵抗およびリアクタンスの平均値であり、ａ、ｂおよびｃは、例えば測定のために使用される特定の機器を考慮した実験的に求められる係数である。本明細書で使用する場合、抵抗またはリアクタンスに対する「平均値」（Ｒバー及びＸバーによって表される）は、離散時間信号ｘｉのＮ個のサンプルの平均または連続ｘ（ｔ）もしくは離散ｘ（ｔｉ）時間信号のローパスフィルタ値を指してもよい。
【００７５】
４ミリメートル（ｍｍ）の灌流チップカテーテルを使用する特定の実施形態において、ＥＣＩ値は以下の式（５）に従って求めてもよい。
【数７】
2019519271.tif 000010
【００７６】
心臓運動または換気によるインピーダンスの変動を反映する、成分の標準偏差または成分のピーク間絶対値など、インピーダンス成分と関連づけられる他の値がＥＣＩ計算の実施形態で有用な因子として働くこともできることを理解するべきである。更に、上記の式が抵抗（Ｒ）およびリアクタンス（Ｘ）の直交座標に集中しているとはいえ、ＥＣＩ値が極座標インピーダンス絶対値（｜Ｚ｜）および位相角（φ）、またはそれどころか複素インピーダンスの上記の成分およびその派生量もしくは機能的等価量の任意の組合せと関連づけられる値に基づくこともあり得ることを理解するべきである。最後に、ＥＣＩ値のための式内の係数、オフセットおよび値が、とりわけ、使用される特定のカテーテル、患者、機器、予測可能性の所望のレベル、治療中の種および疾病状態に応じて異なってもよいことを理解するべきである。
【００７７】
上記したように、組織形態を性状診断し、かつ／または損傷範囲を推定もしくは予測するために、ＥＣＩ値を他の因子と併せて使用してもよい。ＥＣＩ値に加えて、複素インピーダンスから計算される追加指標の用途が組織形態性状診断および／または損傷範囲予測もしくは推定に見つかることがある。例えば、電気的結合指数率（ＥＣＩＲ）またはＥＣＩＲの変化率である。
【００７８】
ＥＣＩＲは一般に、時間に伴う、かつ距離に伴うＥＣＩの変化を含んでもよい。一実施形態において、ＥＣＩＲは、一定時間に伴いＥＣＩの変化を距離（すなわち、電極の位置の変化）で割ることによって計算してもよい。より詳細には、一実施形態において、ＥＣＩＲは以下の式（６）に従って計算してもよい。
【数８】
2019519271.tif 000011
【００７９】
ＥＣＩＲの変化率は以下の式（７）または式（８）に従って計算してもよい。
【数９】
2019519271.tif 000012
【００８０】
組織性状診断および損傷範囲推定
組織を性状診断し、かつ／または改善された損傷範囲推定もしくは予測を提供するために、インピーダンスまたはインピーダンス・ベースの指標を接触力と併せて使用してもよい。より詳細には、一実施形態において、組織を性状診断し、かつ／または改善された損傷範囲推定を提供するために、接触力に対するインピーダンスまたはインピーダンス・ベースの指標の比を使用してもよい。
【００８１】
図１および図２を再度参照すると、システム１０は、インピーダンス感知システム２６、力感知システム２５、アブレーション発生器２４および／または他の供給源からのデータを活用して、組織形態を性状診断し、かつ／または損傷範囲を推定するように構成されてもよい。マッピングおよびナビゲーション・システム３０のＥＣＵ３２、力感知システム２５ならびにインピーダンス感知システム２６の１つまたは複数が、システム内で発生されるデータに基づいて組織形態性状診断および／または損傷範囲推定を行うように構成されてもよい。すなわち、メモリの１つまたは複数が、関連プロセッサによって実行されると、ＥＣＵ３２、力感知システム２５またはインピーダンス感知システム２６に、組織形態を性状診断し、かつ／または損傷範囲を推定するために本明細書に記載されている１つまたは複数のステップ、工程または方法を行わせる命令を記憶してもよい。
【００８２】
実施形態において、マッピングおよびナビゲーション・システム３０のＥＣＵ３２、力感知システム２５ならびにインピーダンス感知システム２６は、図２に概略的に表されるように、３つの別々のコンピューティング・システムとして実装されてもよい。代替的に、マッピングおよびナビゲーション・システム３０のＥＣＵ３２、力感知システム２５ならびにインピーダンス感知システム２６、またはその機能性は、単一のコンピューティング装置、２つのコンピューティング装置または任意の他の数のコンピューティング装置に実装または分散されてもよい。したがって、本開示において特定のシステムに関して特定の機能性が記載されるとはいえ、そのような記載が本質的に単に例証的であることを理解するべきである。
【００８３】
一実施形態において、システム１０の様々なシステムおよびデバイスは、データおよび電気信号の伝送のために互いと通信状態にあっても、かつ／または電気的に結合されてもよい。例えば、マッピングおよびナビゲーション・システム３０は、マッピングおよびナビゲーション・システム３０がアブレーション発生器２４を制御する（例えば、アブレーション・エネルギーの提供を制御する）、アブレーション発生器２４によって測定されるインピーダンスを受信する、などのために、アブレーション発生器２４と通信状態にあってもよい。アブレーション発生器２４は、追加的または代替的に、アブレーション発生器２４からカテーテル１４へのアブレーション・エネルギーのルーティングのための他に、力感知システム２５および／またはインピーダンス感知システム２６へのアブレーション発生器２４によって測定されるインピーダンスの提供のために、力感知システム２５および／またはインピーダンス感知システム２６と通信状態にあっても、かつ／または電気的に結合されてもよい（アブレーション発生器２４と力感知システム２５との間の電気的および通信的結合が図２に破線によって示される）。
【００８４】
力感知システム２５は、マッピングおよびナビゲーション・システム３０が力感知システム２５の動作を制御するために、かつ／または力感知システム２５が力感知システム２５でもしくはそれによってなされた測定および計算をマッピングおよびナビゲーション・システム３０に提供するために、マッピングおよびナビゲーション・システム３０と通信状態にあってもよい。例えば、力感知システム２５は、マッピングおよびナビゲーション・システム３０に力ベクトルまたは力ベクトルに基づく指標（例えば、ＬＳＩ、ＬＷＩ、ＬＤＩなど）を提供するように構成されてもよい。部分的にそのようなデータに基づいて、マッピングおよびナビゲーション・システム３０のＥＣＵ３２は組織形態を性状診断しても、かつ／または損傷範囲を推定してもよい。
【００８５】
インピーダンス感知システム２６は、マッピングおよびナビゲーション・システム３０がインピーダンス感知システム２６の動作を制御するために、かつ／またはインピーダンス感知システム２６がインピーダンス感知システム２６でもしくはそれによってなされた測定および計算をマッピングおよびナビゲーション・システム３０に提供するために、マッピングおよびナビゲーション・システム３０と通信状態にあってもよい。例えば、インピーダンス感知システム２６は、マッピングおよびナビゲーション・システム３０に複素インピーダンス、複素インピーダンスの１つまたは複数の成分および／または複素インピーダンスもしくは複素インピーダンスの成分に基づく指標（例えば、ＥＣＩ値、ＥＣＩＲ値、ＥＣＩＲの変化率など）を提供するように構成されてもよい。部分的にそのようなデータに基づいて、マッピングおよびナビゲーション・システム３０のＥＣＵ３２は組織形態を性状診断しても、かつ／または損傷範囲を推定してもよい。
【００８６】
現在の臨床診療では、心臓組織とのアブレーション・カテーテル先端接触の評価は、接触力かインピーダンスかの測定を使用して評価される。これらの２つの測定が組織との電極接触に関する同様の情報を提供するのを認められるにもかかわらず、それらは、基本的に異なるが潜在的に好ましい情報を提供する。カテーテル先端と組織との間で測定されるインピーダンスは、温度、接触中の組織の解剖学的構造／病理／形態の他、電極／組織接触度などの多数の因子によって影響される。心内環境では、解剖学的構造／病理の差が、例えば、平滑対肉柱（櫛状）組織；健康な心筋対瘢痕組織；および健康対切除した心筋を含む。力とインピーダンスとの間の関係は下層組織の特性に応じて異なる。
【００８７】
図５は、例えば組織形態／性状診断を求める、または損傷範囲（例えば、深さ、幅、最大直径での深さ、体積、横断面積）を予測するときに、第１の指標および第２の指標を使用するための例証的なステップの高レベル・フロー・チャートである。組織形態を求めるとき、第１の指標は、例えば、接触力の測定値（例えば、カテーテル先端と組織との間の接触力の絶対値）でもよく、第２の指標は、例えば、カテーテル先端と組織との間の抵抗の測定値、カテーテル先端と組織との間のリアクタンスの測定値、カテーテル先端と組織との間のＥＣＩ値またはＲＦ発生器インピーダンスでもよい。損傷深さを予測するとき、第１の指標は、例えば、ＬＳＩ値でもよく、第２の指標は、例えば、組織性状診断を表してもよい。ステップは、第１の指標を測定すること（ボックス２００で）、第２の指標を測定すること（ボックス２０２で）、および第１の指標も第２の指標も使用して組織形態を求める、または損傷深さを予測すること（ボックス２０４で）を含むことができる。
【００８８】
図６は、最終的に、臨床医または他のシステム・ユーザに有用な情報（組織形態および／または予測損傷深さなど）を提示するように構成されたシステムにおいて種々の入力がどのように収集および使用されるかの１つの変形の高レベル・フロー・チャート３００を描く。システムは、有用な結果を収集、記憶、処理、および臨床医に提示するための様々な構成要素を備えてもよい。例えば、下層システムは、データを受信するためのハードウェア、情報の揮発性および不揮発性記憶のためのハード・ドライブまたは他のデータ記憶デバイス、ならびにハードウェアを制御し、プログラムおよび他のルーチンを実行し、システム構成要素間でデータを移動し、計算をし、医師または臨床医などのユーザへの結果の表示または他の提示をもたらす１つまたは複数の中央処理ユニットまたは他のコンピューティング・デバイス（例えば、ＰＬＣもしくはＡＳＩＣ）を含んでもよい。例えば、細長いボックス３１１および３２１として図６に概略的に描かれるデータ・バスを通じてデータの共有が生じてもよい。更に後述する図６のフロー・チャートによって表される動作を実施するシステムの特定の構成は、本明細書に記載されるものから著しく異なり得る。
【００８９】
図６のフロー・チャート３００によって表される全工程は、入力を収集し、値を計算し、そして臨床医に対して出力を発生する３つの主要な段階を含むと考えられてもよい：（ａ）入力／データ取得段階３０１；（ｂ）中間処理段階３２０；および最終処理段階３３０であり、描かれた例では、臨床医に何らかの種類の１つまたは複数の結果を出力することを含む。高レベルから、工程は、入力／データ取得段階３０１の間、様々な入力を集めること、中間処理段階３２０の間、１つまたは複数の中間値（ＬＳＩ値（ボックス３２２を参照のこと）および／またはＥＣＩ値（ボックス３２４を参照のこと）など）を求めることを含む。最終処理段階３３０の間、入力／データ取得段階３０１の間に集められた情報の１つまたは複数の追加部分と組み合わせて中間値を使用して、例えば、組織を性状診断し、かつ／または損傷の深さを予測する。１つの実施形態において、組織の性状診断は、それ自体、損傷予測処理の間に使用してもよい中間値である。最後に、同じく最終処理段階３３０の間に、臨床的に関連した情報が臨床医に提示される（例えば、更に後述するように、コンピュータ・スクリーンに様々な数字、色および／またはパターンを提示することによって）。
【００９０】
１つの実施形態において、接触力の測定値（例えば、入力／データ取得段階３０１の間に集められ、次いでデータ・バス３１１、コネクタ・リンク３１５およびデータ・バス３２１を通じてボックス３３２に渡されるとして図６に概念的に描かれる）に対する、ボックス３２４で求められた（例えば、入力／データ取得段階３０１の間に集められたデータを使用する）ＥＣＩ値の比をとることによって、ボックス３３２で組織（または組織形態）性状診断「値」が求められる。組織性状診断値は続いて、コネクタ・ライン３３３およびボックス３３６によって表されるように、ボックス３３６で臨床医に提示または出力されてもよい。臨床医に出力される「値」は、例えば、数字、色、色強度、シェーディング・パターン、形状、なんらかの他のグラフィック表現、または任意の他の１つもしくは複数の指標の１つまたは複数の形態でもよい。ボックス３３６で発生される出力は、代替的または追加的に、カテーテル・フィードバック（例えば、音、表示灯、振動、振動パターン、または他の聴覚、視覚もしくは触覚フィードバック）を含んでもよい。１つまたは複数の出力値は、臨床医に、１つもしくは複数の特定の種類の存在する組織（例えば、瘢痕）または重要な組織特性（例えば、平滑、肉柱、櫛状）を通知してもよい。この求めた組織性状診断値と実際の組織型との間の相関は図７Ｃおよび図８Ｃを参照しつつ後述する。
【００９１】
別の実施形態において、図６に描かれるフロー・チャート３００は、例えば、ボックス３２２で求めたＬＳＩ値（データ・バス３２１を通じて、そしてコネクタ・リンク３２９に沿ってボックス３３４に渡されるとして図６に概念的に描かれる）およびボックス３３２で求めた組織性状診断値（コネクタ・リンク３３１に沿ってボックス３３４に渡されるとして図６に概念的に描かれる）を使用して、予測される損傷範囲（例えば、深さ、幅、最大直径での深さ、体積、横断面積）を示す値を求めるために使用され得る。本実施形態において、例えば期待損傷深さを示す、求めた値は、コネクタ・リンク３３５およびボックス３３６によって概念的に描かれるように、臨床医に出力され得る。再度、臨床医に出力される「値」は前段落に記載されている形態であってもよい。出力値はまた、臨床医に、例えば、送出されるエネルギー量、またはアブレーション・エネルギーを送出するのを止める時間であることを通知してもよい。
【００９２】
図６において入力／データ取得段階３０１で取得／測定され、かつ／または中間処理段階３２０もしくは最終処理段階３３０で求められたデータまたは他の情報は、複数のデータ経路（例えば、３１５、３２９、３３１、３３３、３３５）およびデータ・バス（例えば、３１１、３２１）を通じて共有されており、データ・バスは、データの移動および任意の必要とされる計算またはデータ・ルックアップ要件を管理するためにプロセッサまたは同様のデバイスも含むハードウェアおよびソフトウェア・システム全体の構成要素を含んでもよい。例えば、データ入力／取得ステップ３０１のデータ取得／収集に関与する１つまたは複数のプロセッサまたは同様のデバイスが第１のデータ・バス３１１に接続されてもよく、次いでここから中間処理ステップ３２０に関与する１つまたは複数のプロセッサに接続されてもよい。中間処理ステップ３２０関与する１つまたは複数のプロセッサは次いで第２のデータ・バス３２１に接続されてもよく、次いでここから最終処理ステップ３３０に関与する１つまたは複数のプロセッサに接続されてもよい。代替的に、単一のプロセッサもしくはプロセッサの単一の集合が段階３０１、３２０、３３０の３つ全ての間で使用されてもよく、または単一のプロセッサもしくはプロセッサの単一の集合が段階の２つの間で使用され、異なるプロセッサもしくはプロセッサの異なる集合が第３の段階の間で使用されてもよい。
【００９３】
引き続き図６を参照すると、入力／データ取得段階３０１は、例えば、組織１６とのカテーテル先端１７の界面で１つまたは複数の電気的パラメータ（例えば、抵抗およびリアクタンス）を測定する（ボックス３０２で）ことを含んでもよい。データ入力取得ステップ３０１は、カテーテル先端１７と組織１６との間の接触力を測定する（ボックス３０４で）こと、および／またはアブレーション・エネルギー送出パラメータを測定する（ボックス３０６で）ことも含んでもよい。アブレーション・エネルギー送出パラメータは、例えば、組織にエネルギーが送出される継続時間（エネルギー送出時間）、アブレーション時間全体の継続時間、組織に送出されるエネルギー量、ならびに、例えばカテーテル先端１７および組織１６の界面で測定されるＲＦ発生器インピーダンスを含むことができる。データ・バスに加えて、または代替の実施形態として、例えば情報交換ネットワークなど、データをプロセッサまたはプロセッサの集合に利用可能にするための当該技術で知られている他の適切な配置を使用することができる。
【００９４】
中間処理ステップ３２０は、例えば、ＬＳＩ値を求め（ボックス３２２で）、かつＥＣＩ値を求める（ボックス３２４で）１つまたは複数のステップを含むことができる。中間処理ステップ３２０の１つまたは複数のプロセッサまたは同様のデバイスは第２のデータ・バス３２１に接続されることができ、第２のデータ・バス３２１は最終処理段階３３０の１つまたは複数のプロセッサまたは同様のデバイスに接続される。上記したように、ボックス３２２で求められるＬＳＩ値は、例えば、ボックス３０６でのアブレーション・エネルギー送出パラメータからのＲＦ電力、接触力および時間を使用して求めてもよい。ボックス３２４でのＥＣＩ値は、例えば、ボックス３０４からの接触力およびボックス３０２の先端／組織界面での電気的パラメータを使用して求めてもよい。
【００９５】
ＬＳＩの精度は（全体が、あたかも本明細書に完全に述べられているかのように、引用により援用される米国特許出願公開第２０１２／０２０９２６０Ａ１号に記載されているように）、例えば、全接触力（カテーテル先端と組織との間の）に対するＲＦ発生器インピーダンスの比か全接触力に対するＥＣＩの比かを含めることによって改善することができる。接触力に対するＲＦ発生器インピーダンスの比および全接触力に対するＥＣＩの比は、平滑心臓組織と比較して肉柱心臓組織に対してより大きい。
【００９６】
図７Ａ〜図７Ｄを参照すると、ブタ心臓の様々な位置での力と、それぞれ、抵抗、リアクタンス、ＥＣＩおよびＲＦ発生器インピーダンスとの間の関係が、平滑（右心房（ＲＡ）中隔、ＲＡ後部、ＬＡ後部および僧帽弁輪）と櫛状（ＲＡ側部およびＲＡＡ）組織との間の直ちに明らかな差を図示する。図７Ａ〜図７Ｄに表されるデータはブタの心内マッピングの間に生成された。
【００９７】
図７Ａは、合力と抵抗との間の関係を図示する。ＴａｃｔｉＣａｔｈ（商標）Ｑｕａｒｔｚ（商標）カテーテルによって提供される接触力測定と組み合わせてＲＦアブレーション発生器（例えばＶｅｒｉＳｅｎｓｅ（商標）ＲＦアブレーション発生器）を使用して健康なブタから収集される心内データが、カテーテル先端と組織との間の接触力およびインピーダンスの両方の同時測定が下層組織基質についての情報を提供することができることを立証する。図７Ａは、カテーテル先端が心臓の異なる解剖学的領域（ＲＡ隔膜中央部、ＲＡ中央後部、ＲＡ側部、前方側部ＲＡＡ、ＬＡ僧帽弁輪、ＬＡ後部）と接触しているときの力対抵抗（Ｒ）データ対の差を例示する。抵抗が低めの平滑組織（力がほぼ０と３５ｇとの間にわたり、抵抗が９８と１３５オームとの間であるＲＡ隔膜中央部、ＲＡ後部、ＬＡ後部および僧帽弁輪）と同様の力範囲にわたる抵抗が高めの櫛状組織（力がほぼ３と５８ｇとの間にわたり、抵抗が１４０と１７５オームとの間であるＲＡ側部およびＲＡＡ）との間の差は直ちに明らかである。
【００９８】
図７Ｂは、カテーテル先端が心臓の異なる解剖学的領域と接触しているときの力対リアクタンス（Ｘ）データ対の差を例示する。同様の接触力の範囲にわたり、前方／側部右心耳（前方側部ＲＡＡ）がリアクタンスの最大範囲（−１５〜−６オーム）を有する一方、ＲＡ側部は−８と−６オームとの間のリアクタンス値を有する。ＲＡ隔膜中央部、ＲＡ中央後部、ＬＡ僧帽弁輪およびＬＡ後部は全て、同様のリアクタンス値の範囲（ほぼ０と３４ｇとの間の力で、−６と１オームとの間のリアクタンス）を有する。
【００９９】
図７Ｃは、カテーテル先端が心臓の異なる解剖学的領域（ＲＡ隔膜中央部、ＲＡ中央後部、ＲＡ側部、前方側部ＲＡＡ、ＬＡ僧帽弁輪、ＬＡ後部）と接触しているときの力対ＥＣＩデータ対の差を例示する。ＲＡ隔膜中央部、ＲＡ中央後部、ＬＡ僧帽弁輪およびＬＡ後部は全て、同様の力範囲（ほぼ０と３５ｇとの間）にわたり同様のＥＣＩ値（ほぼ９５と１６０との間）を有する。同様の力範囲にわたり、ＲＡ側部は１７０と２１０との間のＥＣＩ値を有し、前方側部ＲＡＡはＥＣＩ値（１７０と２５０との間にわたる）を有する。
【０１００】
図７Ｄは、カテーテル先端が心臓の異なる解剖学的領域と接触しているときの力対ＲＦ発生器インピーダンス・データ対の差を例示する。ＲＡ隔膜中央部、ＲＡ中央後部、ＬＡ僧帽弁輪およびＬＡ後部が全て１００から１１５オームにわたる発生器インピーダンスを有するのに対して、ＲＡ側部および前方側部ＲＡＡは、同様の接触力の範囲にわたり１１５から１２５オームにわたる。
【０１０１】
図８Ａは、側部ＳＶＣで第１の５秒ウィンドウの時間の間に収集される接触力値（グラフの下部）およびＥＣＩ値（グラフの上部）を描く。同様に、図８Ｂは、右心房側部で第２の５秒ウィンドウの時間の間に収集される接触力値（グラフの下部）およびＥＣＩ値（グラフの上部）を描く。
【０１０２】
図８Ｃは、図８Ａおよび図８Ｂに例示した同じデータを使用して合力対ＥＣＩの散布図を例示する。散布図は、全接触力とＥＣＩとの間の関係が２つの位置（ＳＶＣおよび右心房側部）で明らかに異なることを図示する。ＳＶＣおよび右心房側部（ＲＡ側部）は、ほぼ５と２８ｇとの間にわたる同様の全接触力値を有する。しかしなら、ＳＶＣに対するＥＣＩ値がほぼ１００と１２０との間にのみわたる一方、右心房側方ＥＣＩ値はほぼ１２５と１５５との間にわたる。
【０１０３】
図９Ａは、側部ＳＶＣで第１の５秒ウィンドウの時間の間に収集される接触力値（グラフの下部）および発生器インピーダンス値（グラフの上部）を描く。同様に、図９Ｂは、右心房側部で第２の５秒ウィンドウの時間の間に収集される接触力値（グラフの下部）および発生器インピーダンス値（グラフの上部）を描く。これらの記録は図８に例示されるものと同時にとられた。
【０１０４】
図９Ｃは、全接触力と発生器インピーダンスとの間の関係が２つの位置（ＳＶＣおよび右心房側部）で異ならないことを図示する。接触力対ＥＣＩ関係とは異なり、接触力対発生器インピーダンス関係はこれらの２つの解剖学的な位置間を区別しない。ＳＶＣおよび右心房側部（ＲＡ側部）は、ほぼ５と２８ｇとの間にわたる同様の全接触力値を有し、同様に、ＳＶＣに対するおよび右心房側部に対する発生器インピーダンス値は同様にほぼ１００と１０６との間にわたる。
【０１０５】
図１０は、実際の損傷深さとＬＳＩ値との間の関係の例である。図１０では、重線形回帰分析が完了され、様々なシステムから記録される測定を最大ＲＦアブレーション損傷深さに相関させた。ＴａｃｔｉＳｙｓ（商標）システムによって報告されるように、第１の分析は最初のＬＳＩ値だけを含んだ。実際のＲＦ損傷深さとＬＳＩ値との間の関係に対するＲ２は０．４１であった。
【０１０６】
図１１は、実際の損傷深さと予測損傷深さとの間の関係を描く。この例では、予測損傷深さは、合力に対するＲＦ発生器インピーダンス値の比と組み合わせてＬＳＩ値に基づく。以下の式（９）は図１１に描かれる線を定義する。
【数１０】
2019519271.tif 000013
式（９）では、ＬＳＩ値はＴａｃｔｉＳｙｓ（商標）システムによって提供される損傷指数であり、ＺはＲＦ発生器によって提供されるアブレーションの開始０．５秒後の発生器インピーダンスの１秒平均であり、ＴＦは同じ時点でのＴａｃｔｉＳｙｓ（商標）システムからの合力（例えば、カテーテル先端と組織との間の接触力）である。実際の損傷深さと式（９）で予測した損傷深さとの間の相関は０．７０６のＲ２という結果になった。
【０１０７】
図１２は、実際の損傷深さと予測損傷深さとの間の関係を再度描く。この例では、しかしながら、予測損傷深さは、合力に対するＥＣＩ値の比と組み合わせてＬＳＩ値に基づく。以下の式（１０）は図１２に描かれる線を定義する。
【数１１】
2019519271.tif 000014
式（９）では、ＬＳＩ値はＴａｃｔｉＳｙｓ（商標）システムによって提供される損傷範囲指数であり、ＥＣＩはアブレーションの開始０．５秒後のＥＣＩ値の１秒平均であり、ＴＦは同じ時点でのＴａｃｔｉＳｙｓ（商標）システムからの合力（例えば、カテーテル先端と組織との間の接触力）である。実際の損傷深さと式（１０）で予測した損傷深さとの間の相関は０．８４２のＲ２という結果になった。
【０１０８】
心臓組織との電気的結合度は、所与の接触力では、アブレーション・カテーテルが平滑組織と接触しているのと比較して、肉柱組織と接触しているときに、より大きいと期待される。加えて、他の全てが等しければ、例えば、アブレーション・チップ電極１７と心臓組織１６との間にある電気的結合が大きいほど、大きな損傷が形成されることになる。図１３（図１０と同様）および図１４は、線形回帰分析を使用してＬＳＩに加えて組織表面形態（例えば、実験の間に分類されるように、平滑対肉柱）が考慮されるときの実際の損傷深さとＬＳＩとの間の関係への改良を例示する。実際の損傷深さに相関すると、ＬＳＩへの組織表面形態の追加は、ＬＳＩだけの場合の０．４１（上記の如く）と比較してＲ２＝０．７７をもたらした。
【０１０９】
本明細書の他の場所で述べたように、接触力に対するＥＣＩまたはＲＦ発生器インピーダンスの比は、組織表面形態の代わりを提供する。図１５は、表面形態と接触力に対するＥＣＩの比との間の関係を示す。特に、図１５の左側部分に図示されるように、接触力に対するＥＣＩの比は平滑組織に対しては大きく変動せず、接触力に対するＥＣＩの比は肉柱組織に対してより劇的に変動する。
【０１１０】
ＲＦアブレーション損傷範囲を予測するときにＬＳＩがＲＦ電流、継続時間および接触力を考慮するとはいえ、ＬＳＩは、心臓組織に存在することがある重要な形態的変動を考慮していない。組織形態的差はＲＦ損傷範囲予測可能性に影響しうる。
【０１１１】
本発明の多数の実施形態を一定の特殊性を持って上記したとはいえ、当業者は本開示の趣旨または範囲から逸脱することなく開示した実施形態に多数の変更をし得る。全ての方向に関する言及（例えば、プラス、マイナス、上位、下位、上向き、下向き、左、右、左向き、右向き、上部、下部、上方、下方、垂直、水平、時計方向および反時計方向）は、読者による本開示の理解を援助するために単に同定目的で使用しており、特に本開示のいかなる態様の位置、向きまたは使用法に関しても、限定を生じさせることはない。本明細書で使用する場合、「ように構成された」、「ために構成された」という句および同様の句は、主題のデバイス、装置またはシステムが１つまたは複数の具体的な対象目的を満たすように設計および／または構築された（例えば、適切なハードウェア、ソフトウェアおよび／または構成要素を通じて）ことを示すのであって、主題のデバイス、装置またはシステムが単に対象目的を行うことが可能であることを示すのではない。接合に関する言及（例えば、添付、結合、接続など）は広く解釈するものであり、要素の接続間の中間部材および要素間の相対的運動を含んでもよい。そのため、接合に関する言及は、必ずしも２つの要素が直接接続されて互いに固定関係にあることを暗示するわけではない。上記説明に含まれる、または添付図面に図示される全ての事項を単に例示であり、限定ではないと解釈するものとすることが意図される。添付の請求項に記載の本発明の趣旨から逸脱することなく、詳細または構造の変更を加えてもよい。
【０１１２】
本明細書に引用により援用されると言われるいかなる特許、公報または他の開示材料も、全体的または部分的に、援用される材料が本開示に記載される既存の定義、文または他の開示材料と矛盾しない程度にのみ、本明細書に援用される。そのため、必要な程度で、本明細書に明示的に記載された本開示は、引用により本明細書に援用されるいかなる矛盾する材料にも優先する。本明細書に引用により援用されると言われるが、本明細書に記載される既存の定義、文または他の開示材料と矛盾するいかなる材料またはその一部も、その援用される材料と既存の開示材料との間で矛盾が起きない程度にのみ援用されることになる。
【０１１３】
様々な装置、システムおよび／または方法に関して様々な実施形態が本明細書に記載される。本明細書に記載され、添付図面に例示される実施形態の全体の構造、機能、製造および使用の完全な理解を提供するために、多数の具体的な詳細が記載される。しかしながら、実施形態がそのような具体的な詳細なしで実施されてもよいことが当業者によって理解されるであろう。他の例では、周知の動作、構成要素および要素は、本明細書に記載される実施形態を不明瞭にしないように、詳述していない。当業者は、本明細書に記載および例示される実施形態が非限定的な例であると理解することができ、したがって本明細書に開示される具体的な構造的および機能的詳細は典型であり、必ずしも実施形態の範囲を限定するわけではないと認識することができ、実施形態の範囲は専ら添付の請求項によって規定される。
【０１１４】
「様々な実施形態」、「いくつかの実施形態」、「１つの実施形態」または「一実施形態」などへの本明細書の全体にわたる言及は、実施形態に関連して記載される特定の特徴、構造または特性が少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書の全体にわたる所々での「様々な実施形態において」、「いくつかの実施形態において」、「１つの実施形態において」または「一実施形態において」という句などの出現が必ずしも全て同じ実施形態を指しているわけではない。更には、特定の特徴、構造または特性は、１つまたは複数の実施形態に任意の適切な方法で組み合わされてもよい。したがって、１つの実施形態に関連して例示または記載される特定の特徴、構造または特性は、全体的または部分的に、組合せが非論理的または非機能的でなければ制限なく、１つまたは複数の他の実施形態の特徴、構造または特性と組み合わされてもよい。
【図１】
2019519271.tif 000015
【図２】
2019519271.tif 000016
【図３】
2019519271.tif 000017
【図４】
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【図５】
2019519271.tif 000019
【図６】
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【図７Ａ】
2019519271.tif 000021
【図７Ｂ】
2019519271.tif 000022
【図７Ｃ】
2019519271.tif 000023
【図７Ｄ】
2019519271.tif 000024
2019519271.tif 000025
【図８】
2019519271.tif 000026
【図９】
2019519271.tif 000027
【図１０】
2019519271.tif 000028
【図１１】
2019519271.tif 000029
【図１２】
2019519271.tif 000030
【図１３】
2019519271.tif 000031
【図１４】
2019519271.tif 000032
【図１５】
2019519271.tif 000033
【手続補正書】
【提出日】平成30年12月25日(2018.12.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子制御ユニット（ＥＣＵ）を備えるシステムであって、
前記ＥＣＵは、
電極と患者の組織との間のインピーダンスの測定値を受信し、または求め、
前記電極と前記組織との間の接触力の測定値を受信し、または求め、
前記インピーダンスの測定値および前記接触力の測定値の両方に基づいて前記組織を性状診断し、
前記組織性状診断が、
（ｉ）ユーザに提示される、または、
（ｉｉ）指標を計算するために適用され、前記指標が前記ユーザに提示されるように構成された、
システム。
【請求項２】
前記ＥＣＵが、前記インピーダンスの測定値および前記接触力の測定値の比に基づいて、前記組織を性状診断するように更に構成された、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記接触力の測定値に対する前記インピーダンスの測定値の前記比が、前記インピーダンスの測定値が分子または分母の一方であり、前記接触力の測定値が分子または分母の他方である分数を含み、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記インピーダンスの測定値が、複素インピーダンスを含み、前記接触力の測定値に対する前記インピーダンスの測定値の前記比が、少なくとも前記複素インピーダンスの抵抗およびリアクタンスから計算された指標、または、前記複素インピーダンスの絶対値および位相角から計算された指標が、分子または分母の一方であり、前記接触力の測定値が分子または分母の他方である分数を含む、請求項２に記載のシステム。
【請求項５】
前記ＥＣＵが、前記組織のマップまたはモデルに前記組織性状診断を追加し、前記マップまたはモデルが表示されるようにすることによって、前記組織性状診断がユーザに提示されるようにするように構成された、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記ＥＣＵが、前記組織性状診断を適用することによって前記指標が計算されるように構成されており、前記指標が前記組織における損傷の範囲を示す、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記ＥＣＵが、
前記電極と前記組織との間に印加されるエネルギーの測定値を受信し、または求め、
前記組織性状診断および前記印加エネルギーの測定値に基づいて前記指標を計算するように更に構成された、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
組織特性が、前記接触力の測定値に対する前記インピーダンスの測定値の比に基づく、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記電極と電気的に結合されているとともに、前記電極と前記組織との間の前記インピーダンスを評価するために、前記電極に信号を出力するように構成されており、前記インピーダンスが複素インピーダンスである、信号発生器と、
前記電極と前記組織との間の前記接触力の測定値を提供するために、力センサと作動的に結合されるように構成された光信号源と、
を更に備える、請求項１に記載のシステム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１４】
「様々な実施形態」、「いくつかの実施形態」、「１つの実施形態」または「一実施形態」などへの本明細書の全体にわたる言及は、実施形態に関連して記載される特定の特徴、構造または特性が少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書の全体にわたる所々での「様々な実施形態において」、「いくつかの実施形態において」、「１つの実施形態において」または「一実施形態において」という句などの出現が必ずしも全て同じ実施形態を指しているわけではない。更には、特定の特徴、構造または特性は、１つまたは複数の実施形態に任意の適切な方法で組み合わされてもよい。したがって、１つの実施形態に関連して例示または記載される特定の特徴、構造または特性は、全体的または部分的に、組合せが非論理的または非機能的でなければ制限なく、１つまたは複数の他の実施形態の特徴、構造または特性と組み合わされてもよい。
本明細書は、下記の各項目に記載された実施形態を開示する。
［項目１］
電子制御ユニット（ＥＣＵ）を備えるシステムであって、
前記ＥＣＵは、
電極と患者の組織との間のインピーダンスの測定値を受信し、または求め、
前記電極と前記組織との間の接触力の測定値を受信し、または求め、
前記インピーダンスの測定値および前記接触力の測定値の両方に基づいて前記組織を性状診断し、
前記組織性状診断が、
（ｉ）ユーザに提示される、または、
（ｉｉ）指標を計算するために適用され、前記指標が前記ユーザに提示されるように構成された、
システム。
［項目２］
前記ＥＣＵが、前記インピーダンスの測定値および前記接触力の測定値の比に基づいて、前記組織を性状診断するように更に構成された、項目１に記載のシステム。
［項目３］
前記接触力の測定値に対する前記インピーダンスの測定値の前記比が、前記インピーダンスの測定値が分子または分母の一方であり、前記接触力の測定値が分子または分母の他方である分数を含み、項目２に記載のシステム。
［項目４］
前記インピーダンスの測定値が、複素インピーダンスを含み、前記接触力の測定値に対する前記インピーダンスの測定値の前記比が、少なくとも前記複素インピーダンスの抵抗およびリアクタンスから計算された指標、または、前記複素インピーダンスの絶対値および位相角から計算された指標が、分子または分母の一方であり、前記接触力の測定値が分子または分母の他方である分数を含む、項目２に記載のシステム。
［項目５］
前記ＥＣＵが、前記組織のマップまたはモデルに前記組織性状診断を追加し、前記マップまたはモデルが表示されるようにすることによって、前記組織性状診断がユーザに提示されるようにするように構成された、項目１に記載のシステム。
［項目６］
前記ＥＣＵが、前記組織性状診断を適用することによって前記指標が計算されるように構成されており、前記指標が前記組織における損傷の範囲を示す、項目１に記載のシステム。
［項目７］
前記ＥＣＵが、
前記電極と前記組織との間に印加されるエネルギーの測定値を受信し、または求め、
前記組織性状診断および前記印加エネルギーの測定値に基づいて前記指標を計算するように更に構成された、項目６に記載のシステム。
［項目８］
組織特性が、前記接触力の測定値に対する前記インピーダンスの測定値の比に基づく、項目７に記載のシステム。
［項目９］
前記電極と電気的に結合されているとともに、前記電極と前記組織との間の前記インピーダンスを評価するために、前記電極に信号を出力するように構成されており、前記インピーダンスが複素インピーダンスである、信号発生器と、
前記電極と前記組織との間の前記接触力の測定値を提供するために、力センサと作動的に結合されるように構成された光信号源と、
を更に備える、項目１に記載のシステム。
［項目１０］
電極と患者の組織との間のインピーダンスの測定値を受信する、または求めることと、
前記電極と前記組織との間の接触力の測定値を受信する、または求めることと、
前記電極と前記組織との間の前記インピーダンスの測定値の、前記接触力の測定値に対する比に基づいて、前記組織を性状診断することと、
前記組織性状診断がユーザに提示されるようにする、または前記組織性状診断を適用して指標を計算し、前記指標が前記ユーザに提示されるようにすることと、
を含む方法。
［項目１１］
前記電極と前記組織との間の前記インピーダンスの測定値の、前記接触力の測定値に対する前記比が、前記インピーダンスの測定値の値が分子または分母の一方であり、前記接触力の測定値の値が分子または分母の他方である分数を含む、項目１０に記載の方法。
［項目１２］
前記インピーダンスの測定値が複素インピーダンスを含み、前記電極と前記組織との間の前記インピーダンスの測定値の、前記接触力の測定値に対する前記比が、少なくとも前記複素インピーダンスの抵抗およびリアクタンスから計算された指標、または、前記複素インピーダンスの絶対値および位相角から計算された指標が、分子または分母の一方であり、前記接触力の測定値の値が分子または分母の他方である分数を含む、項目１０に記載の方法。
［項目１３］
前記組織性状が表示されるようにすることによって、前記組織性状診断がユーザに提示されるようにすることを更に含む、項目１０に記載の方法。
［項目１４］
前記組織のマップまたはモデルに前記組織性状診断を追加し、前記組織の前記マップまたはモデルが表示されるようにすることによって、前記組織性状診断がユーザに提示されるようにすることを更に含む、項目１０に記載の方法。
［項目１５］
前記組織性状診断を適用して前記指標を計算し、前記指標が前記組織における損傷の範囲を示すことを更に含む、項目１０に記載の方法。
［項目１６］
前記電極と前記組織との間に印加されるエネルギーの測定値を受信する、または求めることと、
前記印加エネルギーの測定値、前記接触力の測定値、および前記接触力の測定値に対する前記電極と前記組織との間の前記インピーダンスの測定値の前記比に従って前記指標を計算することと、
を更に含む、項目１５に記載の方法。
［項目１７］
電子制御ユニット（ＥＣＵ）を備えるシステムであって。
前記ＥＣＵは、
電極から患者の組織に印加されるエネルギーの測定値を受信し、または求め、
前記電極と前記組織との間のインピーダンスの測定値を受信し、または求め、
前記電極と前記組織との間の接触力の測定値を受信し、または求め、
前記接触力の測定値に対する前記インピーダンスの測定値の比を計算し、
前記印加エネルギーの測定値および前記接触力の測定値に対する前記インピーダンスの測定値の前記比に従って前記組織における損傷の範囲を計算し、
前記損傷範囲がユーザに提示されるようにする、ように構成された
システム。
［項目１８］
前記インピーダンスが複素インピーダンスであり、前記比を計算することが、少なくとも前記複素インピーダンスの抵抗およびリアクタンスから指標を計算し、または、前記複素インピーダンスの絶対値および位相角に基づいて指標を計算し、前記接触力の測定値に対する前記指標の比を計算することを含む、項目１７に記載のシステム。
［項目１９］
前記印加エネルギーの測定値を受信する、または求めることが、瞬時電力の測定値およびエネルギー印加の継続時間を受信する、または求めることを含み、前記ＥＣＵが、前記瞬時電力の測定値、前記エネルギー印加の継続時間、ならびに前記複素インピーダンスおよび力の比に従って、前記損傷の前記範囲を計算するように構成された、項目１７に記載のシステム。
［項目２０］
前記ＥＣＵが、前記組織のマップまたはモデルに前記損傷深さを追加し、前記モデルが表示されるようにすることによって、前記損傷範囲がユーザに提示されるようにするように構成された、項目１７に記載のシステム。
［項目２１］
前記損傷範囲が、前記損傷の深さ、幅および体積の１つまたは複数を示す、項目２０に記載のシステム。
【国際調査報告】
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2019519271.tif 000035
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